可控制备新型ZnO/Ag可再生表面增强拉曼活性光催化材料的方法技术

本发明专利技术涉及可控制备新型ZnO/Ag可再生表面增强拉曼活性光催化材料的方法，具体包括如下步骤：将ZnOHF加入体积分数为5％‑10％的乙醇溶液中搅拌10‑15min后，加入含聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的硝酸银溶液，继续搅拌10‑15min后，加入氢氧化钠，继续搅拌10‑15min后，升温至180℃反应12h后，自然冷却至室温，经后处理即得所述氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料。

Controllable preparation of novel ZnO/Ag renewable surface-enhanced Raman photocatalytic materials

The present invention relates to a method for controllable preparation of novel zinc oxide/Ag renewable surface-enhanced Raman active photocatalytic materials, which includes the following steps: adding zinc oxide HF into ethanol solution with volume fraction of 5%-10%, stirring for 10-15 minutes, adding silver nitrate solution containing polyvinylpyrrolidone (PVP), stirring for 10-15 minutes, and adding zinc oxide HF into the solution after stirring for 10-15 minutes. Sodium hydroxide was stirred for 10 to 15 minutes, then heated to 180 (?) for 12 hours, then cooled naturally to room temperature. After treatment, the zinc oxide/silver (ZnO/Ag) renewable surface-enhanced Raman active photocatalytic material was obtained.

【技术实现步骤摘要】
可控制备新型ZnO/Ag可再生表面增强拉曼活性光催化材料的方法
本专利技术属于材料领域，具体涉及可控制备新型ZnO/Ag可再生表面增强拉曼活性光催化材料的方法。
技术介绍
半导体纳米材料在解决环境污染问题和提供可再生能源等方面具有潜在的应用前景。ZnO纳米颗粒由于具有无毒、低价、较大的比表面积、优异的化学稳定性和光稳定性、以及对许多化学反应具有光催化活性等优点，被认为是最具应用前景的光催化剂材料。但是，单一相的ZnO的宽带隙较大(3.37eV)，只能被紫外光激发，对太阳能的利用率低。此外，对单一相的ZnO，功能单一，无法对环境中存在的染料进行有效检测，不利于其实际应用。Ag负载可使ZnO具有可见光吸收能力和可见光催化活性。ZnO/Ag的形貌、尺寸和制备方法直接影响其光催化性质。目前，对Ag负载ZnO的制备，基本都是以可溶性的硝酸盐或者醋酸盐为原料。然而，这些合成法反应速度较快、产品形貌和尺寸较难控制，从而影响产品的可见光催化活性。此外目前对于ZnO/Ag其他方面应用研究较少、产品功能单一。
技术实现思路
本专利技术提供一种氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料，其特征在于所述氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料的制备方法包括如下步骤：将ZnOHF加入体积分数为5％-10％的乙醇溶液中搅拌10-15min后，加入含聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的硝酸银溶液，继续搅拌10-15min后，加入氢氧化钠，继续搅拌10-15min后，升温至180℃反应12h后，自然冷却至室温，经后处理即得所述氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料。其中每克ZnOHF使用乙醇溶液120-180mL，使用硝酸银溶液20mL，硝酸银的浓度为0.05mol/L，且每100mL硝酸银溶液中含聚乙烯吡咯烷酮(PVP)0.55g；氢氧化钠的用量为ZnOHF质量的1.0-3.0倍；上述反应优选在高压反应釜中进行。所述ZnOHF的制备方法包括如下步骤：将锌盐与NH4F溶于水中搅拌15-20min后，加入碱金属氢氧化物，继续搅拌15-20min后，升温至110-130℃反应10-16h后，自然冷却至室温，经后处理即得ZnOHF。所述锌盐选自氯化锌、硝酸锌、硫酸锌或其水合物中的一种或几种；锌盐与NH4F的摩尔比为1:10，每摩尔锌盐使用5-8L水；碱金属氢氧化物优选LiOH、NaOH、KOH、CsOH中的一种或几种；碱金属氢氧化物与锌盐的摩尔比为1.2-1.5:1。本专利技术所述反应优选在高压反应釜中进行；所述后处理为过滤、沉淀用去离子水、乙醇洗涤后，于60-80℃下真空干燥6-10h。本专利技术的另一实施方案提供一种氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将ZnOHF加入体积分数为5％-10％的乙醇溶液中搅拌10-15min后，加入含聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的硝酸银溶液，继续搅拌10-15min后，加入氢氧化钠，继续搅拌10-15min后，升温至180℃反应12h后，自然冷却至室温，经后处理即得所述氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料。其中每克ZnOHF使用乙醇溶液120-180mL，使用硝酸银溶液20mL，硝酸银的浓度为0.05mol/L，且每100mL硝酸银溶液中含聚乙烯吡咯烷酮(PVP)0.55g；氢氧化钠的用量为ZnOHF质量的1.0-3.0倍；上述反应优选在高压反应釜中进行。所述ZnOHF的制备方法包括如下步骤：将锌盐与NH4F溶于水中搅拌15-20min后，加入碱金属氢氧化物，继续搅拌15-20min后，升温至110-130℃反应10-16h后，自然冷却至室温，经后处理即得ZnOHF。所述锌盐选自氯化锌、硝酸锌、硫酸锌或其水合物中的一种或几种；锌盐与NH4F的摩尔比为1:10，每摩尔锌盐使用5-8L水；碱金属氢氧化物优选LiOH、NaOH、KOH、CsOH中的一种或几种；碱金属氢氧化物与锌盐的摩尔比为1.2-1.5:1。本专利技术所述反应优选在高压反应釜中进行；所述后处理为过滤、沉淀用去离子水、乙醇洗涤后，于60-80℃下真空干燥6-10h。本专利技术的另一实施方案提供上述氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料在检测有机污染物中的应用。所述有机污染物优选结晶紫。本专利技术的另一实施方案提供上述氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料在降解有机污染物中的应用。所述有机污染物优选结晶紫。本专利技术的另一实施方案提供上述氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料在表面增强拉曼活性方面的应用。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术通过利用ZnOHF作为锌源，ZnOHF在水中溶解性很小，能够降低反应速度，使所得产品的尺寸、粒径可控(图2、4)，能够具有更高的可见光催化活性和表面增强拉曼活性；(2)将Ag与ZnO进行复合，不仅可以提高其光催化的性能，还可以实现有机污染物的原位检测，大大拓展了ZnO/Ag的应用范围，降低了实验成本，提高了其利用效率。附图说明图1是产品A的X射线衍射图；图2是产品A的扫描电镜图；图3是产品B的X射线衍射图；图4是产品B的扫描电镜图；图5是产品C的X射线衍射图；图6是产品C的扫描电镜图；图7是产品A在检测和在可见光照射下催化降解结晶紫的效果图。具体实施方式为了便于对本专利技术的进一步理解，下面提供的实施例对其做了更详细的说明。但是这些实施例仅供更好的理解专利技术而并非用来限定本专利技术的范围或实施原则，本专利技术的实施方式不限于以下内容。实施例1将Zn(NO3)2·6H2O(10mmol)与NH4F(0.1mol)溶于80mL水中搅拌15min后，加入NaOH(15mmol)，继续搅拌15min后，升温至120℃反应10h后，自然冷却至室温，过滤、沉淀用去离子水、乙醇洗涤后，于60℃下真空干燥6h即得ZnOHF(1.00g)。实施例2将ZnCl2(10mmol)与NH4F(0.1mol)溶于50mL水中搅拌20min后，加入KOH(12mmol)，继续搅拌20min后，升温至110℃反应12h后，自然冷却至室温，过滤、沉淀用去离子水、乙醇洗涤后，于70℃下真空干燥10h即得ZnOHF(0.98g)。实施例3将ZnSO4(10mmol)与NH4F(0.1mol)溶于70mL水中搅拌18min后，加入LiOH(12mmol)，继续搅拌18min后，升温至130℃反应16h后，自然冷却至室温，过滤、沉淀用去离子水、乙醇洗涤后，于70℃下真空干燥10h即得ZnOHF(0.96g)。实施例4将ZnOHF(1.0g)加入体积分数为5％的乙醇溶液(180mL)中搅拌10min后，加入含110mg聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的0.05mol/L硝酸银溶液(20mL)，继续搅拌10min后，加入氢氧化钠(1.0g)，继续搅拌10min后，升温至180℃反应12h后，自然冷却至室温，过滤、沉淀用去离子水、乙醇洗涤后，于80℃下真空干燥6h即得所述氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料，以下简称产品A(图1、2)。实施例5将ZnOHF(1.0g)加入体积分数为10％的乙醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料，其特征在于所述氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料的制备方法包括如下步骤：将ZnOHF加入体积分数为5％‑10％的乙醇溶液中搅拌10‑15min后，加入含聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的硝酸银溶液，继续搅拌10‑15min后，加入氢氧化钠，继续搅拌10‑15min后，升温至180℃反应12h后，自然冷却至室温，经后处理即得所述氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料。

【技术特征摘要】
1.一种氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料，其特征在于所述氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料的制备方法包括如下步骤：将ZnOHF加入体积分数为5％-10％的乙醇溶液中搅拌10-15min后，加入含聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的硝酸银溶液，继续搅拌10-15min后，加入氢氧化钠，继续搅拌10-15min后，升温至180℃反应12h后，自然冷却至室温，经后处理即得所述氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料。2.权利要求1所述的氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料，其特征在于每克ZnOHF使用乙醇溶液120-180mL，使用硝酸银溶液20mL，硝酸银的浓度为0.05mol/L，且每100mL硝酸银溶液中含聚乙烯吡咯烷酮(PVP)0.55g；氢氧化钠的用量为ZnOHF质量的1.0-3.0倍；上述反应优选在高压反应釜中进行。3.权利要求1-2任一项所述的氧化锌/银(ZnO/Ag)可再生表面增强拉曼活性光催化材料，其特征在于所述ZnOHF的制备方法包括如下步骤：将锌盐与NH4F溶于水中搅拌15-20min后，加入碱金属氢氧化物，继续搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄庆利，王丽丽，王元有，
申请(专利权)人：徐州医科大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32